四川省成都市双流区2021-2022学年高二下学期7月月考物理试题（Word版含答案）

成都市双流区2021-2022学年高二下学期7月月考
物理
一、单项选择题（共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1、2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置中国环流器二号装置在成都建成并首次实现核聚变放电。科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：和，则　　
A．是电子 B．是质子
C．的质子数是3，中子数是3 D．的质子数是3，中子数是6
2、下列四幅图的有关说法中正确的是　　
(
丙
甲
乙
图（
1
）
图（
2
）
验电器
金属板
紫光灯
∞
1
2
3
4
5
n
0
E
/eV
-0.54
-0.85
-1.51
-3.40
-13.6
图（
3
）
图（
4
）
Fe
O
E
A
B
C
F
D
核子平均质量
原子序数
Z
)
A. 图(1) 是磁场对α射线、β射线和γ射线的作用，射线甲由 α 粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，射线乙不带电，是高速运动的中子流
B. 图(2)中若改用绿光照射，验电器金属箔一定不会张开
C. 图(3)为氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，能使逸出功为2.21eV的金属钾发生光电效应的光谱线有4条
D. 图(4)可以得知原子核F的比结合能小于原子核E的比结合能，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要释放能量
3、如图所示，虚线表示真空中三个等势面，实线表示一个负点电荷（不计重力）仅在电场力作用下的运动轨迹.下列说法正确的是（ ）
A. A、B、C三点的电势高低关系：
B. A、B、C三点的电场强度大小关系：
C. 该负点电荷在A、B、C三点的电势能大小关系：
D. 该负点电荷在、、三点的动能大小关系：
4、如图所示为一理想自耦式变压器，原线圈两端加交流电，V1、V2为理想电压表。下列说法正确的是（ ）
A. 若P不动，F向下滑动时，V1、V2示数都变小
B. 若P不动，F向上滑动时，灯泡消耗的功率变小
C. 若F不动，P向上滑动时，V1、V2示数都变小
D. 若F不动，P向下滑动时，灯泡消耗的功率变小
5、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则 (　　)
A.0.01s时穿过线圈的磁通量等于0
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为484 W
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J
6、将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，测得电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线如图所示，由此可知(　　)
A.电源最大输出功率可能大于45 W
B.电源内阻等于5 Ω
C.电源电动势为45 V
D.电阻箱接入电路的电阻增大，电阻厢消耗的功率越大，电源的效率升高。
7、矩形磁场区域如图所示，磁场方向垂直于纸面，，ab=2L。一带电粒子从a点沿ab方向射入磁场，经时间t从d点射出。若改变粒子速度大小仍从a点沿ab方向射入磁场，粒子从cd中点离开磁场区域，不计粒子重力，则粒子第二次在磁场中运动的时间为（　　）
A. t B. C. D.
(
t/s
v/
(m
·
s
-1
)
8
6
4
O
5
7
10
12
A
B
乙
甲
O
A
B
C
)8、两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线上有、、三点，如图甲。一个比荷为的小物块从该水平面内的点静止释放，其运动的图象如图乙所示，其中点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）。则下列说法正确的是　　
A．在、、三点中，点电场强度最大，其电场强度
B．物块由到,电势能先增大后减小
C．由到的过程中，电势逐渐升高
D．、两点电势差
二、多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
9、如图所示的电路中，电源电动势E＝3 V，内电阻r＝1 Ω，定值电阻R1＝3 Ω，R2＝2 Ω，电容器的电容C＝100μF，则下列说法正确的是(　　)
A.闭合开关S，电路稳定后电容器两端的电压为1.5 V
B.闭合开关S，电路稳定后电容器所带电荷量为3.0×10－4 C
C.闭合开关S，电路稳定后电容器极板a所带电荷量为1.5×10－4 C
D.先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，通过电阻R1的电荷量为3.0×10－4 C
(
a
I
I
Q
P
)10、在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两长直导线和平行于纸面固定放置。两导线中通有图示方向大小相等的电流时，纸面内与两导线等距离的点磁感应强度为零。下列说法正确的是　　
A．匀强磁场方向垂直纸面向外
B．将导线撤去，点磁感应强度为1.5B0
C．将导线撤去，点磁感应强度为0.5B0
D．将导线中电流反向，点磁感应强度为
11、图甲所示，电阻不计且间距L＝1m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端接一阻值R＝2 Ω的电阻，虚线OO′下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场，现将质量m＝0.1 kg、电阻不计的金属杆ab从OO′上方某处由静止释放.金属杆在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平.已知杆ab进入磁场时的速度v0＝1 m/s，下落0.3 m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示，g取10 m/s2，则(　　)
A.匀强磁场的磁感应强度为2 T
B.杆ab下落0.3 m时金属杆的速度为1 m/s
C.杆ab下落0.3 m的过程中R上产生的热量为0.2 J
D.杆ab下落0.3 m的过程中通过R的电荷量为0.25 C
12、如图所示，空间有竖直方向的匀强电场，一带正电的小球质量为，在竖直平面内沿与水平方向成角的虚线以速度斜向上做匀速运动．当小球经过点时突然将电场方向旋转一定的角度，电场强度大小不变，小球仍沿虚线方向做直线运动，选点电势为零，重力加速度为，则　　
A．原电场方向竖直向下
(
O
v
0
30
0
N
)B．改变后的电场方向垂直于
C．电场方向改变后，小球的加速度大小为
D．电场方向改变后，小球的最大电势能为
第Ⅱ卷（非选择题共60分）
三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。
（一）必考题（共48分）
13、(5分)在“测定金属的电阻率”实验中：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径D示数，如图甲所示，D=________mm．
（2）某小组利用电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）等器材，按要求从0开始测量，得到多组电流、电压数据，求出金属丝的电阻Rx=50Ω．他们采用的是题图乙中的_____电路图，所测电阻Rx的真实值（选填“大于”、“小于”、“等于”）_______50Ω．
(
0
15
20
25
甲
乙
C
Rx
A
D
Rx
A
B
A
Rx
V
Rx
A
A
V
V
V
)
14、实验室中准备了下列器材：
(
乙
甲
)待测干电池（电动势约，内阻约；
电流表（满偏电流，内阻rg=；
电流表（量程，内阻约；
滑动变阻器；
滑动变阻器；
定值电阻，开关和导线若干。
（1）某同学选用上述器材（滑动变阻器只选用了一个）测定一节干电池的电动势和内阻．为了能较为准确地进行测量和操作方便，实验中选用的滑动变阻器，应是　　 ．（填代号）
（2）请在如图甲方框中画出他的实验电路图．
（3）如图乙为该同学根据实验数据作出的图线为电流表的示数，为电流表的示数），由该图线可得：被测干电池的电动势　 　，内阻　 ．
(
O
R
R
B
A
+
q
,
m
E
)15、如图所示，空间中存在水平向右的匀强电场，是半径为R的四分之一固定光滑圆弧轨道，质量为m、带电量为q的小物块从光滑水平轨道的点由静止释放，物块冲上圆弧轨道离开轨道后，能到达空间最高点P(图中未画出)。已知，物体到B点时对轨道的压力为其重力的3倍，重力加速度为g。求：
（1）电场强度的大小；
（2）物块在最高点P的动能。
(
b
F
h
x
R
B
a
)16、如图所示，一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上，导轨间距，左端接有阻值的电阻，右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道。水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小．一根质量，电阻的金属棒垂直放置于导轨上，在水平向右的恒力作用下从静止开始运动，当金属棒通过位移时离开磁场，在离开磁场前已达到最大速度。当金属棒离开磁场时撤去外力，接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度处。已知金属棒与水平导轨间的动摩擦因数，导轨电阻不计，棒在运动过程中始终与轨道垂直且与轨道保持良好接触，取．求：
（1）金属棒运动的最大速率；
（2）金属棒在磁场中速度为时的加速度大小；
（3）金属棒在磁场区域运动过程中，电阻上产生的焦耳热。
17、如图所示，在竖直平面内的xOy直角坐标系中，x轴上方存在正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度E1，方向沿y轴向上，磁感应强度B，方向垂直纸面向里．x轴下方存在方向沿y轴向上的匀强电场(图中未画出)，场强为E2.一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)，从y轴上的A点以速度大小v0沿x轴正方向抛出，经x轴上的P点后与x轴正向成45°进入x轴上方恰能做匀速圆周运动．O、P两点间距离x0与O、A两点间距离y0满足以下关系：y0＝x，重力加速度为g，以上物理量中m、q、v0、g为已知量，其余量大小未知．
(1)求电场强度E1与E2的比值；
(2)若小球可多次(大于两次)通过P点，则磁感应强度B为多大？
(3)若小球可恰好两次通过P点，则磁感应强度B为多大？小球两次通过P点时间间隔为多少？
（二）选考题共12分。 [物理选修3—4]
(
侧面
左端
右端
侧面
)18.（1）（4分）右图是一段长为L的直光导纤维内芯，一单色光从左端面射入光纤，已知光纤对该单色光的折射率为n，光在真空传播速度大小为c。则该单色光在光纤中传播的最短时间为 ；若该单色光以任意不为零的入射角从左端面射入，均能在侧面发生全反射，并从右端面射出，则折射率n的取值范围是 。
（2）（8分）有两列简谐横波a和b在同一介质中传播，a沿x轴正方向传播，b沿x轴负方向传播，波速均为v＝4 m/s，a的振幅为5 cm，b的振幅为10 cm.在t＝0时刻两列波的图象如图所示．求：
(ⅰ)这两列波的周期；
(ⅱ)x＝0处的质点在t＝2.25 s时的位移．
答案与解析
1．【答案】
【解析】核反应方程：，由质量数守恒和电荷守恒可知，是中子，故错误；核反应方程：，由质量数守恒和电荷守恒可知，的质子数是3，质量数是6，则中子数为3，故正确，错误；故选：。
2.【答案】C
【解析】根据带电粒子在磁场中偏转，结合左手定则可知，射线丙由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，而射线乙不偏转，说明其不带电，是高速运动的中子流，而射线甲带负电，是射线，故错误；根据光电效应产生条件，当绿光照射，则绿光频率小于紫外线，因此可能不发生光电效应现象，可能发生光电效应现象，则验电器金属箔可能会张开，故错误，第四能级的氢原子可以放出6条光谱线，其放出的光子能量大于的有4→1，4→2，3→1，2→1，共4条，故正确；由图象可知，原子核的比结合能大于原子核的比结合能，和核子的平均质量大于核子的平均质量，原子核和聚变成原子核时，核子总质量减小，有质量亏损，要释放出核能，故错误。
3.答案：D
4.答案：D
5.答案　D
解析：磁通量等于0时电动势最大，电动势等于0时磁通量最大，A错。
由题图甲知T＝0.02 s，一个周期内电流方向变化两次，可知1 s内电流方向变化100次，B错误；
灯泡的实际功率P＝＝ W＝459.8 W，C错误；
电流的有效值I＝＝2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Qr＝I2rt＝2.22×5.0×
1 J＝24.2 J，D正确.
6. 答案　B
解析：由于题述将一电源与一电阻箱连接成闭合回路，电阻箱所消耗功率P等于电源输出功率。由电阻箱所消耗功率P与电阻箱读数R变化的曲线可知，电阻箱所消耗功率P最大为45 W，所以电源最大输出功率为45 W，选项A错误；由电源输出功率最大的条件可知，电源输出功率最大时，外电路电阻等于电源内阻，所以电源内阻一定等于5 Ω，选项B正确；由电阻箱所消耗功率P最大值为45 W可知，此时电阻箱读数为R＝5 Ω，电流I＝＝3 A，电源电动势E＝I(R＋r)＝30 V，选项C错误；电阻箱接入电路的电阻越大，所消耗的功率可能增大也可能减小，电源效率为随之升高，选项D错误。
7.【答案】C
8.【答案】 【解析】由图线可知小物块在经过点时的加速度最大为，所以点的场强最大，根据牛顿第二定律得点的场强为：，故错误；由到的过程中，物块的速度一直增加，所以电场力一直做正功，则物块的电势能一直减小，故错误；对带正电荷的物体来说，从高电势到低电势运动，电场力做正功，电势能减小，则由到过程中，电势逐渐降低，故错误；物块由到，只有电场力做功，由动能定理可得：，把，代入解得：，故正确。故选：。
9. 答案　AC
解析　闭合开关S，电路稳定后电流I＝＝0.5 A，电容器两端的电压为U＝IR1＝1.5 V，选项A正确；电路稳定后电容器所带电荷量Q＝CU＝100×10－6×1.5 C＝1.5×10－4 C，选项B错误，C正确；先闭合开关S，电路稳定后断开开关S，电容器C通过电阻R1放电，通过电阻R1的电荷量为1.5×10－4 C，选项D错误。
10.【答案】A
【解析】由右手安培定则可知两条直导线在点产生的磁场的合磁场强度方向垂直纸面向里，因点处的磁感应强度为零，可知匀强磁场方向垂直纸面向外，故正确；由选项的分析可知，每条直导线在点产生的磁感应强度大小均为，则将导线撤去，点磁感应强度等于导线在点的磁感应强度和匀强磁场在点的磁感应强度的矢量和，则大小为，方向向外，故错误；将导线撤去，由B选项分析知，a点的磁感应强度的大小也等于，方向向外，故正确；将导线中电流反向，在两条直导线在点产生的磁感应强度的矢量和为零，则此时点磁感应强度为，故错误。故选：。
11.答案　AD
解析　当金属杆进入磁场后，根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由a到b.由题图乙知，刚进入磁场时，金属杆的加速度大小a1＝10 m/s2，方向竖直向上.由牛顿第二定律得：BI1L－mg＝ma1，I1＝＝，代入数据解得：B＝2 T，故A正确；a＝0时，金属杆受到的重力与安培力平衡mg－BI2L＝0，其中I2＝，联立得：v＝0.5 m/s，故B错误；从开始到下落0.3 m的过程中，由能量守恒定律有：mgh－Q＝mv2，代入数据得：Q＝0.287 5 J，故C错误；金属杆自由下落高度为h0＝＝0.05 m，金属杆下落0.3 m的过程中通过R的电荷量为：q＝IΔt＝Δt＝Δt＝＝，代入数据得q＝0.25 C，故D正确.
12.【答案】
(
O
v
0
30
0
N
mg
qE
θ
30
0
)【解析】由题意可知，小球只受到重力与电场力，做匀速直线运动，所以它受到的合力为0，电场力与重力是一对平衡力，所以电场力的大小也是，方向与重力的方向相反，则匀强电场的电场强度大小，带正电的小球受到的电场力的方向与电场的方向相同，所以电场的方向竖直向上，故错误；改变电场的方向后，电场力沿垂直于方向的分力必须与重力沿垂直于方向的分力大小相等，电场力与重力的合力的方向才能沿（或沿的方向），可知此时：可知此时电场力的方向与之间的夹角为，如图。故错误；电场方向改变后，小球受到的合力：，又：联立得小球的加速度大小为：，故正确；小球向上运动，当速度等于0时，电势能最大，最大等于克服电场力做的功。设沿小球向上运动的最大位移为，由动能定理得：，小球的最大电势能：，联立得：小球的最大电势能，故正确。故选：。
13.【答案】（1）2.706（2.703～2.708）（2分）；（2）A（2分）；小于（1分）．
【解析】（1）螺旋测微器的读数为；
（2）由给出的数据表可知，电流和电压从零调，所以滑动变阻器应用分压式接法；
因电流表（内阻约、电压表（内阻约，而待测金属丝的电阻，依据，则有，所测电阻偏大，所以电流表应用内接法，故应采用图；因采用电流表内接法，则导致电压表测量值偏大，因此所测电阻的测量值大于真实值，即所测电阻的真实值小于。
14.【答案】（1）(2分）； （2）如图(2分）；（3）1.46（1.45-1.47），0.75(各2分）．
【解析】（1）滑动变阻器应起到明确的调节作用，并且还要易于调节，故一般限流接法时，滑动变阻器比内阻约为10倍左右即可，故本题中应选；
(
R
1
S
E
R
3
A
G
)（2）本题中表头可与定值电阻串联作为电压表使用，再将滑动变阻与电流表串接在电源两端即可；如右图。（3）由闭合电路欧姆定律可得： 变形得：；由数学知可得：图象中的；；由图可知：；；故解得：，
15.【答案】（1）（4分）；（2）（4分）。
【解析】（1）设电场强度为E，物块到B点的速度为vB。物块从O到B，根据动能定理可得： （1分）
在B点，由牛顿第二定律有： （1分）
由题知：N=3mg
联解可得： （1分） （1分）
（2）设物块从B到P的运动时间为t，物块竖直方向做竖直上抛运动,水平方向做匀加速运动。
则竖直方向有： （1分） ,水平方向有：qE=ma vP=at （1分）
在P点动能 （1分） , 联解得（1分）
16、【答案】（1）（3分）；（2）（6分）；（3）（3分）。
【解析】（1）金属棒从出磁场到达弯曲轨道最高点过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律可得： （2分） 代入数据解得：；（1分）
（2）金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为，
根据平衡条件得：（1分）
回路电流： （1分）代入数据解得：，（1分）
金属棒速度为时，设回路中的电流为，根据牛顿第二定律得：，（1分）
回路电流： （1分） 代入数据解得：（1分）
（3）设金属棒在磁场中运动过程中，回路中产生的焦耳热为，根据功能关系得：
（1分）
根据闭合电路欧姆定律可得电阻上的焦耳热为： （1分）
代入数据解得：；（1分）
17. 解析：(1)小球在x轴上方做匀速圆周运动，可得：qE1＝mg
小球从A到P的过程做类平抛运动：x0＝v0t，y0＝at2，
结合：y0＝x，可得：a＝g
由牛顿第二定律可得：qE2－mg＝ma
解得：qE2＝2mg，故：＝
(2)小球第一次通过P点时与x轴正向成45°，可知小球在P点时则有：vy＝v0
故P点时的速度：v＝v0，由类平抛的位移公式可得：x0＝
小球多次经过P点，轨迹如图甲所示，小球在磁场中运动个周期后，到达x轴上的Q点，P、Q关于原点O对称，之后回到A并不断重复这一过程，从而多次经过P点
设小球在磁场中圆周运动的半径为R，由几何关系可得：R＝x0
又由：qvB＝m，联立解得：B＝
(3)小球恰能两次经过P点，轨迹如图乙所示
在x轴上方，小球在磁场中的运动周期：T＝
在x轴下方，小球的运动时间：t2＝2·＝
由规律可知，小球恰能两次经过P点满足的几何关系为：
2x0＝R＋×R(n＝1,2,3…)，解得：B＝ (n＝1,2,3…)
两次通过P点的时间间隔为：t＝(n＋1)T＋nt2(n＝1,2,3…)
解得：t＝(n＝1,2,3…)
答案：(1)1∶2　(2)，(3) (n＝1,2,3…)　(n＝1,2,3…)
18.（1）【答案】（2分） （2分）
【解析】(1)当光线垂直于左侧面入射时，光传播的路径最短x=L，由得光在光纤中传播速度大小为，光在光纤传播的最短时间为，联解得
由光路图可知，当光从左侧面的入射角为900时，光进入光纤的折射角最大，且等于临界角，即r=C，这时，光在光纤侧壁的入射角有最小值i′=900-r，要使光所有入射线光均能在侧壁发生全反射，则应有，联解得C≤450，又因，所以，。
18.（2）(ⅰ)由图可知λa＝4 m，λb＝6 m
根据T＝可得：Ta＝1 s，Tb＝1.5 s
(ⅱ)a波从图示时刻传播到x＝0处需要的时间：t1＝＝0.5 s
则x＝0处的质点随a波振动的时间为：t2＝1.75 s
t＝2.25 s时x＝0处的质点随a波振动到负向最大位移处，即：y1＝－5 cm
b波从图示时刻传播到x＝0处需要的时间：t3＝＝0.75 s
则x＝0处的质点随b波振动的时间为：t4＝1.5 s
T＝2.25 s时x＝0处的质点随b波振动到平衡位置处，即：y2＝0
故在t＝2.25 s时a、b波相遇叠加，x＝0处质点的合位移为：y＝－5 cm
答案：(1) 60°　　1×10－10s　 (2)(ⅰ)1 s　1.5 s　(ⅱ)－5 cm